JP2007153231A - Automobile and its control method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動車およびその制御方法に関する。 The present invention relates to an automobile and a control method thereof.
従来、この種の自動車としては、エンジンを搭載し、キーレスエントリー装置によりエアコンを遠隔操作するシステムを備えるものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。この自動車では、キーレスエントリー装置からエアコンのリモート始動を指示するエアコン制御信号を受信したとき、燃料タンク内のガソリン残量を検知し、検知したガソリン残量が所定値を上回っているときにエンジンを始動すると共にエアコンを始動することにより車内温度を予め快適な状態としておくことができるとしている。
上述した自動車では、エアコンの始動にエンジンの運転を伴うから、排気エミッションが悪化してしまう。エンジンとモータとを備えるタイプの自動車では、比較的大容量のバッテリを備えるから、バッテリからの電力を用いてエアコンを始動することができるが、バッテリの残容量が少ないときにはエアコンを始動することができない。このため、エアコン始動に備えて予め走行中にバッテリの残容量が多くなるようにバッテリの充放電を制御することも考えられるが、バッテリの残容量を常に多めの状態とすると、エネルギ効率が悪化する場合がある。例えば、ブレーキ時に走行エネルギをモータで回生する際にはバッテリが受け入れ可能な電力が少なくなるから、走行エネルギを十分に回収できない場合が生じる。 In the automobile described above, the exhaust emission is deteriorated because the engine is operated to start the air conditioner. An automobile having an engine and a motor is provided with a battery having a relatively large capacity, so that the air conditioner can be started using electric power from the battery. However, when the remaining capacity of the battery is low, the air conditioner can be started. Can not. For this reason, it is conceivable to control the charging / discharging of the battery so that the remaining capacity of the battery is increased during traveling in preparation for the start of the air conditioner. However, if the remaining capacity of the battery is always in a large state, the energy efficiency deteriorates. There is a case. For example, when the running energy is regenerated by the motor during braking, the battery can accept less electric power, and the running energy may not be sufficiently recovered.
本発明の自動車およびその制御方法は、エネルギ効率の悪化を抑制しつつバッテリなどの蓄電装置からの電力により予め乗員室内の空調を行なう際に蓄電装置の電力に不足が生じるのを抑制することを目的とする。 The vehicle of the present invention and the control method thereof suppress the shortage of power in the power storage device when air conditioning the passenger compartment in advance by using power from the power storage device such as a battery while suppressing deterioration in energy efficiency. Objective.
本発明の自動車およびその制御方法は、上述の目的を達成するために以下の手段を採った。 In order to achieve the above object, the automobile of the present invention and the control method thereof employ the following means.
本発明の自動車は、
走行用の動力を出力可能な内燃機関と、該内燃機関からの動力の少なくとも一部を用いて発電する発電手段と、走行用の動力を入出力可能な電動機とを有する駆動システムを備える自動車であって、
前記発電手段で発電した電力を受け入れ可能で前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
前記蓄電手段からの電力の供給を受けて乗員室内の空調を行なう空調機器と、
前記駆動システムの起動前に携帯可能な無線機器から無線通信を用いて送信された前記空調機器の作動指示を受信可能な作動指示受信手段と、
前記空調機器の作動指示が受信されたとき、乗員室内の空調が行なわれるよう前記空調機器を制御する空調制御手段と、
前記駆動システムが起動している最中には、通常時には前記蓄電手段の目標状態に第1の状態を設定し該設定した目標状態に近づくよう該蓄電手段が充放電されると共に操作者の操作に応じた走行用の動力が出力されるよう前記内燃機関と前記発電手段と前記電動機とを制御し、所定の条件が成立したときには次回に前記無線機器から前記空調機器を利用するための準備として前記蓄電手段の目標状態に前記第1の状態よりも多くの電力を供給できる第2の状態を設定し該設定した蓄電手段の目標状態に近づくよう該蓄電手段が充放電されると共に操作者の操作に応じた走行用の動力が出力されるよう前記内燃機関と前記発電手段と前記電動機とを制御する制御手段と
を備えることを要旨とする。
The automobile of the present invention
An automobile comprising a drive system having an internal combustion engine capable of outputting driving power, power generation means for generating electric power using at least part of the power from the internal combustion engine, and an electric motor capable of inputting / outputting driving power There,
Power storage means capable of receiving power generated by the power generation means and capable of exchanging power with the motor;
An air conditioner for performing air conditioning in the passenger compartment by receiving power supplied from the power storage means;
An operation instruction receiving means capable of receiving an operation instruction of the air conditioner transmitted from a portable wireless device using wireless communication before the drive system is activated;
Air conditioning control means for controlling the air conditioning equipment so that air conditioning in the passenger compartment is performed when an operation instruction of the air conditioning equipment is received;
While the drive system is being activated, the first state is set as the target state of the power storage means during normal operation, and the power storage means is charged / discharged so as to approach the set target state, and the operator's operation The internal combustion engine, the power generation means, and the electric motor are controlled so that traveling power corresponding to the output is output, and when a predetermined condition is satisfied, as preparation for using the air conditioner from the wireless device next time A second state in which more power than the first state can be supplied is set as the target state of the power storage means, and the power storage means is charged / discharged so as to approach the set target state of the power storage means, and the operator's The gist of the present invention is to include a control unit that controls the internal combustion engine, the power generation unit, and the electric motor so that traveling power according to the operation is output.
この発明の自動車では、走行用の動力を出力可能な内燃機関と内燃機関からの動力の少なくとも一部を用いて発電する発電手段と走行用の動力を入出力可能な電動機とを有する駆動システムと、発電手段で発電した電力を受け入れ可能で電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、電力の供給を受けて乗員室内の空調を行なう空調機器と、駆動システムの起動前に携帯可能な無線機器から無線通信を用いて送信された空調機器の作動指示を受信可能な作動指示受信手段と、空調機器の作動指示が受信されたとき乗員室内の空調が行なわれるよう空調機器を制御する空調制御手段とを備えるものにおいて、駆動システムが起動している最中には、通常時には蓄電手段の目標状態に第1の状態を設定し設定した目標状態に近づくよう蓄電手段が充放電されると共に操作者の操作に応じた走行用の動力が出力されるよう内燃機関と発電手段と電動機とを制御し、所定の条件が成立したときには次回に無線機器から空調機器を利用するための準備として蓄電手段の目標状態に第1の状態よりも多くの電力を供給できる第2の状態を設定し設定した蓄電手段の目標状態に近づくよう蓄電手段が充放電されると共に操作者の操作に応じた走行用の動力が出力されるよう内燃機関と発電手段と電動機とを制御する。したがって、次回に無線機器から空調機器を利用する際に蓄電手段の電力に不足が生じるのを抑制することができると共に蓄電手段の目標状態を常に第2の状態に設定するものに比してエネルギ効率の悪化を抑制することができる。 In the automobile of the present invention, a drive system having an internal combustion engine capable of outputting driving power, power generation means for generating power using at least part of the power from the internal combustion engine, and an electric motor capable of inputting / outputting the driving power; , Power storage means capable of receiving electric power generated by the power generation means and exchanging electric power with the motor, air-conditioning equipment for air-conditioning of the passenger compartment by receiving power supply, and wireless equipment portable before starting the drive system An operation instruction receiving means capable of receiving an operation instruction for the air conditioning equipment transmitted from the vehicle using wireless communication, and an air conditioning control means for controlling the air conditioning equipment so that the passenger compartment is air-conditioned when the operation instruction for the air conditioning equipment is received. When the drive system is activated, the power storage means approaches the target state set by setting the first state as the target state of the power storage means during normal operation. To control the internal combustion engine, the power generation means, and the electric motor so that traveling power corresponding to the operation of the operator is output, and when the predetermined condition is satisfied, the air conditioner is used from the wireless device next time. As a preparation, the storage device is charged and discharged so as to approach the target state of the storage device set by setting a second state in which a larger amount of power than the first state can be supplied to the target state of the storage device and the operation of the operator The internal combustion engine, the power generation means, and the electric motor are controlled so that traveling power corresponding to the output is output. Therefore, it is possible to suppress the shortage of the electric power of the power storage means when the air conditioner is used from the wireless device next time, and the energy is higher than that in which the target state of the power storage means is always set to the second state. The deterioration of efficiency can be suppressed.
こうした本発明の自動車において、前記制御手段は、操作者により所定の操作がなされたときに前記所定の条件が成立したとして前記蓄電手段の目標状態を前記第2の状態に設定して制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、操作者が意志により蓄電手段の目標状態を第2の状態とすることができる。即ち、無線機器から空調機器を利用する意志のないユーザの運転に対してはエネルギ効率が悪化するのを抑制することができる。ここで、「所定の操作」には、所定のスイッチ操作が含まれる。 In such an automobile of the present invention, the control means sets and controls the target state of the power storage means to the second state, assuming that the predetermined condition is satisfied when a predetermined operation is performed by an operator. It can also be assumed. By doing so, the operator can voluntarily set the target state of the power storage means to the second state. That is, it is possible to suppress the deterioration of energy efficiency for the operation of a user who does not intend to use the air conditioner from the wireless device. Here, the “predetermined operation” includes a predetermined switch operation.
また、本発明の自動車において、操作者により指定された目的地までの走行ルートを出力するナビゲーション装置を備え、前記制御手段は、前記ナビゲーション装置により前記指定された目的地に近づいたことが判定されたときに前記所定の条件が成立したとして前記蓄電手段の目標状態を前記第2の状態に設定して制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、自動車の運転終了を狙って蓄電手段の状態を第2の状態に近づけておくことができるから、エネルギ効率の悪化を抑制しつつ次回に無線機器から空調機器を利用する際に蓄電手段の電力に不足が生じるのを抑制することができる。 The automobile of the present invention further includes a navigation device that outputs a travel route to a destination designated by an operator, and the control means determines that the navigation device has approached the designated destination. When the predetermined condition is satisfied, the target state of the power storage means may be set to the second state and controlled. In this way, the state of the power storage means can be brought close to the second state aiming at the end of driving of the automobile, so that the power storage is performed when the air conditioner is used from the wireless device next time while suppressing the deterioration of energy efficiency. It is possible to suppress the shortage of the power of the means.
さらに、本発明の自動車において、前記蓄電手段の状態を検出する状態検出手段を備え、前記空調制御手段は、前記検出された蓄電手段の状態が前記空調機器に電力供給できる状態にないときには前記作動指示の受信に拘わらず前記空調機器の作動を行なわない手段であるものとすることもできる。こうすれば、蓄電手段の状態が悪化するのを抑制することができる。 Furthermore, the automobile of the present invention further includes a state detection unit that detects a state of the power storage unit, and the air conditioning control unit operates when the detected state of the power storage unit is not in a state where power can be supplied to the air conditioner. It may be a means that does not operate the air conditioner regardless of reception of the instruction. In this way, it is possible to suppress the deterioration of the state of the power storage means.
本発明の自動車の制御方法は、
走行用の動力を出力可能な内燃機関と該内燃機関からの動力の少なくとも一部を用いて発電する発電手段と走行用の動力を入出力可能な電動機とを有する駆動システムと、前記発電手段で発電した電力を受け入れ可能で前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、前記蓄電手段からの電力の供給を受けて乗員室内の空調を行なう空調機器と、前記駆動システムの起動前に携帯可能な無線機器から無線通信を用いて送信された前記空調機器の作動指示を受信可能な作動指示受信手段と、前記空調機器の作動指示が受信されたとき乗員室内の空調が行なわれるよう前記空調機器を制御する空調制御手段と、を備える自動車の制御方法であって、
前記駆動システムが起動している最中には、通常時には前記蓄電手段の目標状態に第1の状態を設定し該設定した目標状態に近づくよう該蓄電手段が充放電されると共に操作者の操作に応じた走行用の動力が出力されるよう前記内燃機関と前記発電手段と前記電動機とを制御し、所定の条件が成立したときには次回に前記無線機器から前記空調機器を利用するための準備として前記蓄電手段の目標状態に前記第1の状態よりも多くの電力を供給できる第2の状態を設定し該設定した蓄電手段の目標状態に近づくよう該蓄電手段が充放電されると共に操作者の操作に応じた走行用の動力が出力されるよう前記内燃機関と前記発電手段と前記電動機とを制御することを特徴とする。
The method for controlling an automobile of the present invention includes:
A drive system having an internal combustion engine capable of outputting power for traveling, power generation means for generating power using at least part of the power from the internal combustion engine, and an electric motor capable of inputting / outputting power for travel; and Power storage means capable of receiving generated power and exchanging power with the electric motor, air-conditioning equipment for supplying air from the power storage means to air-condition the passenger compartment, and portable before starting the drive system An operation instruction receiving means capable of receiving an operation instruction of the air conditioner transmitted from a wireless device using wireless communication, and the air conditioner so that air conditioning of the passenger compartment is performed when the operation instruction of the air conditioner is received. An air-conditioning control means for controlling the vehicle,
While the drive system is being activated, the first state is set as the target state of the power storage means during normal operation, and the power storage means is charged / discharged so as to approach the set target state, and the operator's operation The internal combustion engine, the power generation means, and the electric motor are controlled so that traveling power corresponding to the output is output, and when a predetermined condition is satisfied, as preparation for using the air conditioner from the wireless device next time A second state in which more power than the first state can be supplied is set as the target state of the power storage means, and the power storage means is charged / discharged so as to approach the set target state of the power storage means, and the operator's The internal combustion engine, the power generation means, and the electric motor are controlled so that traveling power according to an operation is output.
この本発明の自動車の制御方法によれば、走行用の動力を出力可能な内燃機関と内燃機関からの動力の少なくとも一部を用いて発電する発電手段と走行用の動力を入出力可能な電動機とを有する駆動システムと、発電手段で発電した電力を受け入れ可能で電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、電力の供給を受けて乗員室内の空調を行なう空調機器と、駆動システムの起動前に携帯可能な無線機器から無線通信を用いて送信された空調機器の作動指示を受信可能な作動指示受信手段と、空調機器の作動指示が受信されたとき乗員室内の空調が行なわれるよう空調機器を制御する空調制御手段とを備える自動車において、駆動システムが起動している最中には、通常時には蓄電手段の目標状態に第1の状態を設定し設定した目標状態に近づくよう蓄電手段が充放電されると共に操作者の操作に応じた走行用の動力が出力されるよう内燃機関と発電手段と電動機とを制御し、所定の条件が成立したときには次回に無線機器から空調機器を利用するための準備として蓄電手段の目標状態に第1の状態よりも多くの電力を供給できる第2の状態を設定し設定した蓄電手段の目標状態に近づくよう蓄電手段が充放電されると共に操作者の操作に応じた走行用の動力が出力されるよう内燃機関と発電手段と電動機とを制御する。したがって、次回に無線機器から空調機器を利用する際に蓄電手段の電力に不足が生じるのを抑制することができると共に蓄電手段の目標状態を常に第2の状態に設定するものに比してエネルギ効率の悪化を抑制することができる。 According to the automobile control method of the present invention, the internal combustion engine capable of outputting the driving power, the power generation means for generating power using at least a part of the power from the internal combustion engine, and the electric motor capable of inputting and outputting the driving power. A storage system capable of accepting the power generated by the power generation means and exchanging power with the motor, an air conditioner for air-conditioning the passenger compartment by receiving the power supply, and before starting the drive system An operation instruction receiving means capable of receiving an operation instruction of an air conditioner transmitted from a portable wireless device using wireless communication, and an air conditioner so that air conditioning of the passenger compartment is performed when the operation instruction of the air conditioner is received. In an automobile equipped with an air conditioning control means for controlling the air conditioner, during the normal operation of the drive system, the target state of the power storage means is set to the first state and is close to the target state set during normal operation. The internal combustion engine, the power generation means, and the electric motor are controlled so that the power storage means is charged and discharged and the driving power according to the operation of the operator is output. As a preparation for using the air conditioner, the power storage means is charged / discharged so as to approach the target state of the power storage means set and set in the second state in which more power than the first state can be supplied to the target state of the power storage means. In addition, the internal combustion engine, the power generation means, and the electric motor are controlled so that traveling power corresponding to the operation of the operator is output. Therefore, it is possible to suppress the shortage of the electric power of the power storage means when the air conditioner is used from the wireless device next time, and the energy is higher than that in which the target state of the power storage means is always set to the second state. The deterioration of efficiency can be suppressed.
次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。 Next, the best mode for carrying out the present invention will be described using examples.
図1は、本発明の一実施例であるハイブリッド自動車20の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車20は、図示するように、エンジン22と、エンジン22の出力軸としてのクランクシャフト26にダンパ28を介して接続された3軸式の動力分配統合機構30と、動力分配統合機構30に接続された発電可能なモータMG1と、動力分配統合機構30に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸32aに取り付けられた減速ギヤ35と、この減速ギヤ35に接続されたモータMG2と、駆動システム全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット70と、を備える。ハイブリッド用電子制御ユニット70には、運転者により携帯されたリモートコントロールキー90からの信号を受信する受信機92が接続されており、駆動システムを起動する前にリモートコントロールキー90からの指示によりエアコンディショナ(エアコン)の起動やドアロック,ドアアンロックなどを制御することができるようになっている。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of the configuration of a
エンジン22は、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関であり、エンジン22の運転状態を検出する各種センサから信号を入力するエンジン用電子制御ユニット(以下、エンジンECUという)24により燃料噴射制御や点火制御,吸入空気量調節制御などの運転制御を受けている。エンジンECU24は、ハイブリッド用電子制御ユニット70と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット70からの制御信号によりエンジン22を運転制御すると共に必要に応じてエンジン22の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット70に出力する。
The
動力分配統合機構30は、外歯歯車のサンギヤ31と、このサンギヤ31と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ32と、サンギヤ31に噛合すると共にリングギヤ32に噛合する複数のピニオンギヤ33と、複数のピニオンギヤ33を自転かつ公転自在に保持するキャリア34とを備え、サンギヤ31とリングギヤ32とキャリア34とを回転要素として差動作用を行なう遊星歯車機構として構成されている。動力分配統合機構30は、キャリア34にはエンジン22のクランクシャフト26が、サンギヤ31にはモータMG1が、リングギヤ32にはリングギヤ軸32aを介して減速ギヤ35がそれぞれ連結されており、モータMG1が発電機として機能するときにはキャリア34から入力されるエンジン22からの動力をサンギヤ31側とリングギヤ32側にそのギヤ比に応じて分配し、モータMG1が電動機として機能するときにはキャリア34から入力されるエンジン22からの動力とサンギヤ31から入力されるモータMG1からの動力を統合してリングギヤ32側に出力する。リングギヤ32に出力された動力は、リングギヤ軸32aからギヤ機構60およびデファレンシャルギヤ62を介して、最終的には車両の駆動輪63a,63bに出力される。
The power distribution and
モータMG1およびモータMG2は、いずれも発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ41,42を介してバッテリ50と電力のやりとりを行なう。インバータ41,42とバッテリ50とを接続する電力ライン54は、各インバータ41,42が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータMG1,MG2のいずれかで発電される電力を他のモータで消費することができるようになっている。したがって、バッテリ50は、モータMG1,MG2のいずれかから生じた電力や不足する電力により充放電されることになる。なお、モータMG1,MG2により電力収支のバランスをとるものとすれば、バッテリ50は充放電されない。モータMG1,MG2は、いずれもモータ用電子制御ユニット(以下、モータECUという)40により駆動制御されている。モータECU40には、モータMG1,MG2を駆動制御するために必要な信号、例えばモータMG1,MG2の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ43,44からの信号や図示しない電流センサにより検出されるモータMG1,MG2に印加される相電流などが入力されており、モータECU40からは、インバータ41,42へのスイッチング制御信号が出力されている。モータECU40は、ハイブリッド用電子制御ユニット70と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット70からの制御信号によってモータMG1,MG2を駆動制御すると共に必要に応じてモータMG1,MG2の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット70に出力する。
The motor MG1 and the motor MG2 are both configured as well-known synchronous generator motors that can be driven as generators and can be driven as motors, and exchange power with the
電力ライン54には、エアコン用インバータ56を介してエアコン用コンプレッサ58が接続されており、バッテリ50からの電力をエアコン用コンプレッサ58に供給できるようになっている。エアコン用コンプレッサ58は、ハイブリッド用電子制御ユニット70による制御を受けて作動する。
An
バッテリ50は、バッテリ用電子制御ユニット(以下、バッテリECUという)52によって管理されている。バッテリECU52には、バッテリ50を管理するのに必要な信号、例えば,バッテリ50の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧,バッテリ50の出力端子に接続された電力ライン54に取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流,バッテリ50に取り付けられた温度センサ51からの電池温度Tbなどが入力されており、必要に応じてバッテリ50の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット70に出力する。なお、バッテリECU52では、バッテリ50を管理するために電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいて残容量(SOC)も演算している。
The
実施例のハイブリッド自動車20では、指定された目的地までの走行ルートを表示出力するナビゲーション装置94が搭載されている。このナビゲーション装置94は、地図データやルート検索プログラムが記憶されたハードディスクなどの記録媒体を内蔵する本体96と、車両の現在位置に関する情報などのデータを受信するGPSアンテナ98と、操作者による各種指示を入力可能なタッチパネル式のディスプレイ99と、を備える。
In the
ハイブリッド用電子制御ユニット70は、CPU72を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPU72の他に処理プログラムを記憶するROM74と、データを一時的に記憶するRAM76と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット70には、イグニッションスイッチ80からのイグニッション信号,シフトレバー81の操作位置を検出するシフトポジションセンサ82からのシフトポジションSP,アクセルペダル83の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度Acc,ブレーキペダル85の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ86からのブレーキペダルポジションBP,車速センサ88からの車速V,操作者により操作されるスイッチ89からのスイッチ信号SW,ナビゲーション装置94(本体96)からのデータ,受信機92からの信号(エアコンの起動やドアロック,ドアアンロックなどを指示する信号)などが入力ポートを介して入力されている。また、ハイブリッド用電子制御ユニット70からは、エアコン用インバータ56のスイッチング素子へのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力されている。ハイブリッド用電子制御ユニット70は、前述したように、エンジンECU24やモータECU40,バッテリECU52と通信ポートを介して接続されており、エンジンECU24やモータECU40,バッテリECU52と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。
The hybrid
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車20は、運転者によるアクセルペダル83の踏み込み量に対応するアクセル開度Accと車速Vとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求動力がリングギヤ軸32aに出力されるように、エンジン22とモータMG1とモータMG2とが運転制御される。エンジン22とモータMG1とモータMG2の運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン22から出力されるようにエンジン22を運転制御すると共にエンジン22から出力される動力のすべてが動力分配統合機構30とモータMG1とモータMG2とによってトルク変換されてリングギヤ軸32aに出力されるようモータMG1およびモータMG2を駆動制御するトルク変換運転モードや要求動力とバッテリ50の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン22から出力されるようにエンジン22を運転制御すると共にバッテリ50の充放電を伴ってエンジン22から出力される動力の全部またはその一部が動力分配統合機構30とモータMG1とモータMG2とによるトルク変換を伴って要求動力がリングギヤ軸32aに出力されるようモータMG1およびモータMG2を駆動制御する充放電運転モード、エンジン22の運転を停止してモータMG2からの要求動力に見合う動力をリングギヤ軸32aに出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。
The
次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車20の動作、特に、操作者によるリモートコントロールキー90の操作によって駆動システムの起動前にエアコンを作動させる際の動作とその準備のためのハイブリッド自動車20の駆動制御について説明する。まず、リモートコントロールキー90の操作によりエアコンを作動させる際の動作について説明する。図2は、ハイブリッド用電子制御ユニット70により実行されるシステム起動前エアコン作動処理の一例を示すフローチャートである。このルーチンは、駆動システムが停止されているときに受信機92を介してリモートコントロールキー90からエアコンの作動を指示する信号を受信したときに所定時間毎(例えば数十msec毎)に繰り返し実行される。
Next, the operation of the
システム起動前エアコン作動処理が実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット70のCPU72は、まず、バッテリ50の残容量SOCを入力する処理を実行する(ステップS100)。ここで、残容量SOCは、電流センサにより検出された充放電電流に基づいて演算されたものをバッテリECU52から通信により入力するものとした。残容量SOCを入力すると、入力した残容量SOCと所定量Srefとを比較し(ステップS110)、残容量SOCが所定量Sref以上のときにはエアコンが作動するようエアコン用インバータ56を制御して(ステップS120)、本ルーチンを終了し、残容量SOCが所定量Sref未満のときにはエアコンの作動を停止して(ステップS130)、本ルーチンを終了する。これにより、乗員室内の温度を予め快適な状態にすることができる。ここで、所定量Srefは、エアコンを作動させるために必要なエネルギがバッテリ50に残されているかを判定するための閾値であり、エアコンの性能や駆動システムの性能などにより例えば50%や55%などのように定められている。
When the air conditioning operation process before system startup is executed, the
次に、駆動システムが起動している最中のハイブリッド自動車20の動作について説明する。図3は、ハイブリッド用電子制御ユニット70により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、所定時間毎(例えば数msec毎)に繰り返し実行される。駆動制御ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット70のCPU72は、まず、アクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度Accや車速センサ88からの車速V,モータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2,バッテリ50の残容量SOC,スイッチ89からのスイッチ信号SW,ナビゲーション装置94からのナビゲーションデータなど制御に必要なデータを入力する処理を実行する(ステップS200)。ここで、モータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2は、回転位置検出センサ43,44により検出されるモータMG1,MG2の回転子の回転位置に基づいて計算されたものをモータECU40から通信により入力するものとした。また、残容量SOCは、電流センサにより検出された充放電電流に基づいて演算されたものをバッテリECU52から通信により入力するものとした。
Next, the operation of the
こうしてデータを入力すると、入力したアクセル開度Accと車速Vとに基づいて車両に要求されるトルクとして駆動輪63a,63bに連結された駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力すべき要求トルクTr*を設定する(ステップS210)。要求トルクTr*は、実施例では、アクセル開度Accと車速Vと要求トルクTr*との関係を予め定めて要求トルク設定用マップとしてROM74に記憶しておき、アクセル開度Accと車速Vとが与えられると記憶したマップから対応する要求トルクTr*を導出して設定するものとした。図4に要求トルク設定用マップの一例を示す。
When the data is thus input, the required torque Tr * to be output to the
続いて、スイッチ信号SWがオンであるか否か、現在の走行位置が目的地周辺にあるか否かを判定する(ステップS220,S230)。ここで、現在の走行位置が目的地周辺にあるか否かの判定は、例えば、ナビゲーション装置94から現在の走行位置から目的地までの残り距離をナビゲーションデータとして入力し、入力した残り距離が所定距離未満となったか否かを判定することにより行なうことができる。勿論、これに限られず、残り時間などの他のパラメータに基づいて現在の走行位置が目的地周辺にあるか否かを判定するものとしてもよい。スイッチ信号SWがオフと判定されたり現在の走行位置が目的地周辺にないと判定されると、残容量SOCが所定量S1に近づくよう定めたマップを用いて残容量SOCに基づいてバッテリ50から充放電すべき要求充放電パワーPb*を設定する(ステップS240)。このマップの一例を図5に示す。図示するように、残容量SOCが所定量S1よりも大きいときには残容量SOCが大きいほど放電パワー(プラス方向)が大きくなり、残容量SOCが所定量S1よりも小さいときには残容量SOCが小さいほど充電パワー(マイナス方向)が大きくなるようマップを定めた。ここで、所定量S1は、ブレーキ時に走行エネルギをバッテリ50に回収する際の回収率とバッテリ50からの電力を用いて走行する際の走行性能とを適切にバランスさせたものとして例えば60%などのように定められている。
Subsequently, it is determined whether or not the switch signal SW is ON and whether or not the current traveling position is around the destination (steps S220 and S230). Here, for example, whether or not the current travel position is in the vicinity of the destination is determined by inputting the remaining distance from the current travel position to the destination from the
一方、スイッチ信号SWがオンで且つ現在の走行位置が目的地周辺と判定されたときには、残容量SOCが所定値S1よりも多い所定値S2に近づくよう定めたマップを用いて残容量SOCに基づいてバッテリ50の充放電要求パワーPb*を設定する(ステップS250)。このマップの一例を図6に示す。図示するように、残容量SOCが所定量S2よりも大きいときには残容量SOCが大きいほど放電パワーが大きくなり、残容量SOCが所定量S2よりも小さいときには残容量SOCが小さいほど充電パワーが大きくなるようマップを定めた。ここで、所定量S2は、走行エネルギの回収率が若干小さくなっても次に駆動システムの起動に先立ってリモートコントロールキー90によりエアコンを作動させる際にバッテリ50から十分な電力を供給することができるよう例えば65%などのように定められている。したがって、リモートコントロールキー90によりエアコンを作動させる際にバッテリ50の電力に不足が生じる(図2のルーチンのステップS130で残容量SOCが所定量Sref未満と判定されてエアコンの作動が停止される)のを抑制することができる。実施例では、スイッチ信号SWがオフと判定されたり現在の走行位置が目的地周辺にないと判定されたときにはバッテリ50の残容量SOCを所定量S1に近づくよう充放電要求パワーPb*を設定しているから、残容量SOCを常に所定量S2に近づけておくものに比して、走行エネルギをバッテリ50に十分に回収できなくなるなどのエネルギ効率の悪化を抑制することができる。
On the other hand, when the switch signal SW is ON and it is determined that the current traveling position is around the destination, the remaining capacity SOC is based on the remaining capacity SOC using a map that is determined so as to approach the predetermined value S2 that is larger than the predetermined value S1. The charge / discharge required power Pb * of the
続いて、エンジン22に要求されるエンジン要求パワーPe*を設定する(ステップS260)。エンジン要求パワーPe*は、要求トルクTr*にリングギヤ軸32aの回転数Nrを乗じたものとロスLossとの和からバッテリ50の充放電要求パワーPb*を減じることにより計算することができる。なお、リングギヤ軸32aの回転数Nrは、車速Vに換算係数kを乗じることによって求めたり、モータMG2の回転数Nm2を減速ギヤ35のギヤ比Grで割ることによって求めることができる。
Subsequently, the engine required power Pe * required for the
そして、設定した要求パワーPe*に基づいてエンジン22の目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを設定する(ステップS270)。この設定は、エンジン22を効率よく動作させる動作ラインと要求パワーPe*とに基づいて目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを設定することにより行なう。エンジン22の動作ラインの一例と目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを設定する様子を図7に示す。図示するように、目標回転数Ne*と目標トルクTe*は、動作ラインと要求パワーPe*(Ne*×Te*)が一定の曲線との交点により求めることができる。
Then, the target rotational speed Ne * and the target torque Te * of the
次に、設定した目標回転数Ne*とリングギヤ軸32aの回転数Nr(Nm2/Gr)と動力分配統合機構30のギヤ比ρとを用いて次式(1)によりモータMG1の目標回転数Nm1*を計算すると共に計算した目標回転数Nm1*と現在の回転数Nm1とに基づいて式(2)によりモータMG1のトルク指令Tm1*を計算する(ステップS280)。ここで、式(1)は、動力分配統合機構30の回転要素に対する力学的な関係式である。動力分配統合機構30の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図を図8に示す。図中、左のS軸はモータMG1の回転数Nm1であるサンギヤ31の回転数を示し、C軸はエンジン22の回転数Neであるキャリア34の回転数を示し、R軸はモータMG2の回転数Nm2を減速ギヤ35のギヤ比Grで除したリングギヤ32の回転数Nrを示す。式(1)は、この共線図を用いれば容易に導くことができる。なお、R軸上の2つの太線矢印は、エンジン22を目標回転数Ne*および目標トルクTe*の運転ポイントで定常運転したときにエンジン22から出力されるトルクTe*がリングギヤ軸32aに伝達されるトルクと、モータMG2から出力されるトルクTm2*が減速ギヤ35を介してリングギヤ軸32aに作用するトルクとを示す。また、式(2)は、モータMG1を目標回転数Nm1*で回転させるためのフィードバック制御における関係式であり、式(2)中、右辺第2項の「k1」は比例項のゲインであり、右辺第3項の「k2」は積分項のゲインである。
Next, using the set target rotational speed Ne *, the rotational speed Nr (Nm2 / Gr) of the
Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2/(Gr・ρ) (1)
Tm1*=前回Tm1*+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt (2)
Nm1 * = Ne * ・ (1 + ρ) / ρ-Nm2 / (Gr ・ ρ) (1)
Tm1 * = previous Tm1 * + k1 (Nm1 * -Nm1) + k2∫ (Nm1 * -Nm1) dt (2)
モータMG1の目標回転数Nm1*とトルク指令Tm1*とを計算すると、要求トルクTr*とトルク指令Tm1*と動力分配統合機構30のギヤ比ρを用いてモータMG2から出力すべきトルクとしてのトルク指令Tm2*を式(3)により計算する(ステップS290)。式(3)は、前述した図8の共線図から容易に導き出すことができる。
When the target rotational speed Nm1 * and the torque command Tm1 * of the motor MG1 are calculated, the torque as the torque to be output from the motor MG2 using the required torque Tr *, the torque command Tm1 * and the gear ratio ρ of the power distribution and
Tm2*=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr (3) Tm2 * = (Tr * + Tm1 * / ρ) / Gr (3)
こうしてエンジン22の目標回転数Ne*や目標トルクTe*,モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*を設定すると、エンジン22の目標回転数Ne*と目標トルクTe*についてはエンジンECU24に、モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*についてはモータECU40にそれぞれ送信して(ステップS300)、駆動制御ルーチンを終了する。目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを受信したエンジンECU24は、エンジン22が目標回転数Ne*と目標トルクTe*とによって示される運転ポイントで運転されるようにエンジン22における燃料噴射制御や点火制御などの制御を行なう。また、トルク指令Tm1*,Tm2*を受信したモータECU40は、トルク指令Tm1*でモータMG1が駆動されると共にトルク指令Tm2*でモータMG2が駆動されるようインバータ41,42のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。
Thus, when the target engine speed Ne *, the target torque Te *, and the torque commands Tm1 *, Tm2 * of the motors MG1, MG2 are set, the target engine speed Ne * and the target torque Te * of the
以上説明した実施例のハイブリッド自動車20によれば、駆動システムが起動している最中には、スイッチ89がオフされたり現在の走行位置が目的地周辺にないときにはバッテリ50の残容量SOCが所定量S1に近づくよう充放電要求パワーPb*を設定して充放電要求パワーPb*でバッテリ50が充放電されると共に要求トルクTr*が駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力されるようエンジン22とモータMG1,MG2とを制御し、スイッチ89がオンされ且つ現在の走行位置が目的地周辺にあるときには残容量SOCが所定量S1よりも多い所定量S2に近づくよう充放電要求パワーPb*を設定して充放電要求パワーPb*でバッテリ50が充放電されると共に要求トルクTr*がリングギヤ軸32aに出力されるようエンジン22とモータMG1,MG2とを制御するから、次回にシステムを起動するに先だってリモートコントロールキー90によりエアコンを作動させる際にバッテリ50の電力に不足が生じるのを抑制することができるとと共にバッテリ50の残容量SOCを常に所定量S2に近づけておくことによる不都合を回避することができる。即ち、スイッチ89をオフしてリモートコントロールキー90によるエアコンの作動を希望しないユーザに対してエネルギ効率が悪化するのを抑制したり、運転終了直前に残容量SOCを所定量S2に近づけることによりエネルギ効率が悪化するのを最小限にしたりすることができる。
According to the
実施例のハイブリッド自動車20では、スイッチ信号SWがオンと判定され且つ現在の走行位置が目的地周辺にあると判定されたときにバッテリ50の残容量SOCが所定量S1よりも多い所定量S2に近づくよう制御するものとしたが、スイッチ信号SWがオンと判定されるか現在の走行位置が目的地周辺にあると判定されるかのいずれかが成立したときにバッテリ50の残容量SOCが所定量S1よりも多い所定量S2に近づくよう制御するものとしてもよい。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、スイッチ信号SWとナビゲーションデータとに基づいてバッテリ50の残容量SOCが所定量S1よりも多い所定量S2に近づくよう制御するものとしたが、スイッチ信号SWだけに基づいてバッテリ50の残容量SOCが所定量S1よりも多い所定量S2に近づくよう制御するものとしてもよいし、ナビゲーションデータだけに基づいてバッテリ50の残容量SOCが所定量S1よりも多い所定量S2に近づくよう制御するものとしてもよいし、他のデータや信号に基づいてバッテリ50の残容量SOCが所定量S1よりも多い所定量S2に近づくよう制御するものとしてもよい。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、モータMG2の動力を減速ギヤ35により変速してリングギヤ軸32aに出力するものとしたが、図9の変形例のハイブリッド自動車120に例示するように、モータMG2の動力をリングギヤ軸32aが接続された車軸(駆動輪63a,63bが接続された車軸)とは異なる車軸(図9における車輪64a,64bに接続された車軸)に接続するものとしてもよい。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、エンジン22の動力を動力分配統合機構30を介して駆動輪63a,63bに接続された駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力するものとしたが、図10の変形例のハイブリッド自動車220に例示するように、エンジン22のクランクシャフト26に接続されたインナーロータ232と駆動輪63a,63bに動力を出力する駆動軸に接続されたアウターロータ234とを有し、エンジン22の動力の一部を駆動軸に伝達すると共に残余の動力を電力に変換する対ロータ電動機230を備えるものとしてもよい。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、エンジン22の動力を動力分配統合機構30を介して駆動輪63a,63bに接続された駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力するものとしたが、図11の変形例のハイブリッド自動車320に例示するように、駆動輪63a,63bに接続された駆動軸に出力軸が接続された変速機330と、変速機330の入力軸にクラッチCLを介して接続されたエンジン340と、変速機330の入力軸に接続されたモータ350とを備えるものとしてもよい。
In the
以上、本発明の実施の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。 The embodiments of the present invention have been described using the embodiments. However, the present invention is not limited to these embodiments, and can be implemented in various forms without departing from the gist of the present invention. Of course you get.
20,120,220,320 ハイブリッド自動車、22,340 エンジン、24 エンジン用電子制御ユニット(エンジンECU)、26 クランクシャフト、28 ダンパ、30 動力分配統合機構、31 サンギヤ、32 リングギヤ、32a リングギヤ軸、33 ピニオンギヤ、34 キャリア、35,減速ギヤ、40 モータ用電子制御ユニット(モータECU)、41,42 インバータ、43,44 回転位置検出センサ、50 バッテリ、51 温度センサ、52 バッテリ用電子制御ユニット(バッテリECU)、54 電力ライン、56 エアコン用インバータ、58 エアコン用コンプレッサ、60 ギヤ機構、62 デファレンシャルギヤ、63a,63b 駆動輪,64a,64b 車輪、70 ハイブリッド用電子制御ユニット、72 CPU、74 ROM、76 RAM、80 イグニッションスイッチ、81 シフトレバー、82 シフトポジションセンサ、83 アクセルペダル、84 アクセルペダルポジションセンサ、85 ブレーキペダル、86 ブレーキペダルポジションセンサ、88 車速センサ、89 スイッチ、90 リモートコントロールキー、92 受信機、94 ナビゲーション装置、96 本体、98 GPSアンテナ、99 ディスプレイ、230 対ロータ電動機、232 インナーロータ 234 アウターロータ、330 変速機、MG1,MG2 モータ。
20, 120, 220, 320 Hybrid vehicle, 22,340 Engine, 24 Engine electronic control unit (Engine ECU), 26 Crankshaft, 28 Damper, 30 Power distribution and integration mechanism, 31 Sun gear, 32 Ring gear, 32a Ring gear shaft, 33 Pinion gear, 34 carrier, 35, reduction gear, 40 motor electronic control unit (motor ECU), 41, 42 inverter, 43, 44 rotational position detection sensor, 50 battery, 51 temperature sensor, 52 battery electronic control unit (battery ECU) ), 54 power line, 56 air conditioner inverter, 58 air conditioner compressor, 60 gear mechanism, 62 differential gear, 63a, 63b driving wheel, 64a, 64b wheel, 70 hybrid electronic control unit, 72 CP , 74 ROM, 76 RAM, 80 Ignition switch, 81 Shift lever, 82 Shift position sensor, 83 Accel pedal, 84 Accel pedal position sensor, 85 Brake pedal, 86 Brake pedal position sensor, 88 Vehicle speed sensor, 89 Switch, 90 Remote control Key, 92 receiver, 94 navigation device, 96 main body, 98 GPS antenna, 99 display, 230 pair rotor motor, 232
Claims (5)
前記発電手段で発電した電力を受け入れ可能で前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
前記蓄電手段からの電力の供給を受けて乗員室内の空調を行なう空調機器と、
前記駆動システムの起動前に携帯可能な無線機器から無線通信を用いて送信された前記空調機器の作動指示を受信可能な作動指示受信手段と、
前記空調機器の作動指示が受信されたとき、乗員室内の空調が行なわれるよう前記空調機器を制御する空調制御手段と、
前記駆動システムが起動している最中には、通常時には前記蓄電手段の目標状態に第1の状態を設定し該設定した目標状態に近づくよう該蓄電手段が充放電されると共に操作者の操作に応じた走行用の動力が出力されるよう前記内燃機関と前記発電手段と前記電動機とを制御し、所定の条件が成立したときには次回に前記無線機器から前記空調機器を利用するための準備として前記蓄電手段の目標状態に前記第1の状態よりも多くの電力を供給できる第2の状態を設定し該設定した蓄電手段の目標状態に近づくよう該蓄電手段が充放電されると共に操作者の操作に応じた走行用の動力が出力されるよう前記内燃機関と前記発電手段と前記電動機とを制御する制御手段と
を備える自動車。 An automobile comprising a drive system having an internal combustion engine capable of outputting driving power, power generation means for generating electric power using at least part of the power from the internal combustion engine, and an electric motor capable of inputting / outputting driving power There,
Power storage means capable of receiving power generated by the power generation means and capable of exchanging power with the motor;
An air conditioner for performing air conditioning in the passenger compartment by receiving power supplied from the power storage means;
An operation instruction receiving means capable of receiving an operation instruction of the air conditioner transmitted from a portable wireless device using a wireless communication before starting the drive system;
Air conditioning control means for controlling the air conditioning equipment so that air conditioning in the passenger compartment is performed when an operation instruction of the air conditioning equipment is received;
While the drive system is being activated, the first state is set as the target state of the power storage means during normal operation, and the power storage means is charged / discharged so as to approach the set target state, and the operator's operation The internal combustion engine, the power generation means, and the electric motor are controlled so that traveling power corresponding to the output is output, and when a predetermined condition is satisfied, as a preparation for using the air conditioner from the wireless device next time A second state in which more power than the first state can be supplied is set as the target state of the power storage means, and the power storage means is charged / discharged so as to approach the set target state of the power storage means, and the operator's An automobile comprising: control means for controlling the internal combustion engine, the power generation means, and the electric motor so that traveling power in accordance with an operation is output.
操作者により指定された目的地までの走行ルートを出力するナビゲーション装置を備え、
前記制御手段は、前記ナビゲーション装置により前記指定された目的地に近づいたことが判定されたときに前記所定の条件が成立したとして前記蓄電手段の目標状態を前記第2の状態に設定して制御する手段である
自動車。 The automobile according to claim 1 or 2,
It has a navigation device that outputs the travel route to the destination specified by the operator,
The control means sets the target state of the power storage means to the second state and controls that the predetermined condition is satisfied when the navigation device determines that the designated destination is approached. A vehicle that is a means to do.
前記蓄電手段の状態を検出する状態検出手段を備え、
前記空調制御手段は、前記検出された蓄電手段の状態が前記空調機器に電力供給できる状態にないときには前記作動指示の受信に拘わらず前記空調機器を作動しない手段である
自動車。 The automobile according to any one of claims 1 to 3,
Comprising a state detecting means for detecting the state of the power storage means,
The air conditioning control means is means for not operating the air conditioner regardless of receiving the operation instruction when the detected state of the power storage means is not in a state where electric power can be supplied to the air conditioner.
前記駆動システムが起動している最中には、通常時には前記蓄電手段の目標状態に第1の状態を設定し該設定した目標状態に近づくよう該蓄電手段が充放電されると共に操作者の操作に応じた走行用の動力が出力されるよう前記内燃機関と前記発電手段と前記電動機とを制御し、所定の条件が成立したときには次回に前記無線機器から前記空調機器を利用するための準備として前記蓄電手段の目標状態に前記第1の状態よりも多くの電力を供給できる第2の状態を設定し該設定した蓄電手段の目標状態に近づくよう該蓄電手段が充放電されると共に操作者の操作に応じた走行用の動力が出力されるよう前記内燃機関と前記発電手段と前記電動機とを制御することを特徴とする自動車の制御方法。
A drive system having an internal combustion engine capable of outputting power for traveling, power generation means for generating power using at least part of the power from the internal combustion engine, and an electric motor capable of inputting / outputting power for travel; and Power storage means capable of receiving generated power and exchanging power with the electric motor, air-conditioning equipment for supplying air from the power storage means to air-condition the passenger compartment, and portable before starting the drive system An operation instruction receiving means capable of receiving an operation instruction of the air conditioner transmitted from a wireless device using wireless communication, and the air conditioner so that air conditioning of the passenger compartment is performed when the operation instruction of the air conditioner is received. An air-conditioning control means for controlling the vehicle,
While the drive system is being activated, the first state is set as the target state of the power storage means during normal operation, and the power storage means is charged / discharged so as to approach the set target state, and the operator's operation The internal combustion engine, the power generation means, and the electric motor are controlled so that traveling power corresponding to the output is output, and when a predetermined condition is satisfied, as preparation for using the air conditioner from the wireless device next time A second state in which more power than the first state can be supplied is set as the target state of the power storage means, and the power storage means is charged / discharged so as to approach the set target state of the power storage means, and the operator's A method for controlling an automobile, comprising: controlling the internal combustion engine, the power generation unit, and the electric motor so that traveling power according to an operation is output.
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-
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- 2005-12-07 JP JP2005353813A patent/JP2007153231A/en active Pending
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